Page 50 - 《爆炸与冲击》2026年第6期
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第 46 卷            杜晓庆，等： 接触爆炸作用下钢桁梁桥的破坏模式与剩余承载力                                 第 6 期

                   图  2 1 ( b )  展  示  了  多  点  同  时  爆  炸  后  钢  桁  梁  桥  的  承  载  力  结  果  。  工  况  S 1 （ 单  点  ） 的  剩  余  承  载  力  为
               821 MN·m、对应损伤因子为          0.298，工况   S8（两点   a、f）的剩余承载力为         679 MN·m、对应损伤因子为
               0.419，工况  S9（两点  a、e）的剩余承载力为         802 MN·m、对应损伤因子为         0.314，工况  S10（三点   a、e、f）的剩
               余承载力为      641 MN·m、对应损伤因子为          0.452，详见表   8。对比分析可知，工况           S8  与  S1  的损伤因子相
               差  0.121，进一步说明上弦杆是桥梁承重的关键部位，该区域受损会显著削弱桥梁的承载能力，此时跨中
               荷载主要由上平纵联斜杆和两侧受损的上弦杆承担。相比之下，工况                                  S9  与工况   S1  的损伤因子仅差
               0.016，说明在只有一侧上弦杆受损时，上平纵联斜杆对整体承载力的贡献有限，跨中荷载主要由未受损
               侧的上弦杆承担。工况           S10  的承载能力进一步下降，多个部位同时受损导致结构损伤产生叠加效应，跨
               中荷载由两侧受损的上弦杆和受损的上平纵联斜杆承担，从而导致整体承载能力显著下降。综上可知，
               多点爆炸工况下关键承力构件受损数量及其组合方式是决定钢桁梁桥承载能力退化程度的主导因素。

                4    结 论


                   采用数值模拟方法，开展了典型铁路钢桁梁桥在接触爆炸作用下的破坏模式与剩余承载力劣化规
               律研究，主要结论总结如下。
                   (1) 接触爆炸作用下钢桁梁桥的破坏模式主要表现为杆件的局部损伤，整体未发生失稳破坏；不同
               爆炸位置对整桥剩余承载能力影响差异显著，其中上弦杆最敏感，其侧面爆炸对应的损伤因子为                                            0.298，
               顶面爆炸工况为       0.180；斜腹杆及节点板爆炸对整体承载性能影响较小，对应损伤因子约为                               0.02。承载能
               力降低的主要原因在于爆炸作用导致杆件的有效截面减小和局部刚度降低，在结构传力路径中形成薄
               弱环节，促使内力重新分布，从而导致整体剩余承载力出现明显退化。
                   (2) 随着炸药当量由       25 kg  增加至  150 kg，上弦杆破坏程度持续加剧，其破坏模式由非贯穿破坏逐步
               转变为贯穿破坏，钢桁梁桥整体剩余承载力呈显著下降趋势。在上弦杆侧面爆炸工况下，整桥剩余承载
               力降幅由    8.8%  增至  33.4%，承载力退化速率表现为先加快后减缓的非线性特征，并且随着炸药当量的增
               加爆炸能量的边际破坏效应显著降低。基于数值结果建立的损伤因子与炸药当量之间的拟合关系曲
               线，可用于快速评估上弦杆在不同当量条件下剩余承载能力的劣化水平。
                   (3) 在多点炸药同时爆炸工况下，钢桁梁桥整体破坏仍以局部损伤为主，但损伤程度随爆炸点数量
               增加而显著加剧。随着爆炸位置由单点发展至两点和三点，结构的传力路径逐渐由主要承重构件转向
               承载能力较弱的次要构件，结构损伤因子由                    0.298  增至  0.419，并进一步升至       0.452，结构冗余度显著降
               低，损伤叠加效应明显，整体剩余承载能力相较单点爆炸工况进一步下降。


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